Công thức tính cơ năng hay, chi tiết hay nhất - Vật lí lớp 10
Công thức tính cơ năng hay, chi tiết hay nhất
Bài viết Công thức tính cơ năng hay, chi tiết Vật Lí lớp 10 hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức, Kiến thức mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính cơ năng hay, chi tiết.
1. Khái niệm
- Động năng là dạng năng lượng của một vật có được do nó đang chuyển động.
- Thế năng trọng trường (thế năng hấp dẫn): phụ thuộc vị trí tương đối của vật so với mặt đất.
- Thế năng đàn hồi: phụ thuộc độ biến dạng của vật so với trạng thái chưa biến dạng.
- Khi một vật chuyển động trong trọng trường thì tổng động năng và thế năng của vật được gọi là cơ năng.
Ví dụ:
Khi em bé đang trượt cầu trượt, thì:
+ Em bé đang chuyển động: em bé có động năng.
+ Em bé ở trên cao so với mặt đất: em bé có thế năng hấp dẫn.
Vậy em bé có cơ năng.
2. Công thức
W = Wđ + Wt = ½ mv2 + mgh.
Trong đó: W là cơ năng của vật (J)
Wđ là động năng của vật (J)
Wt là thế năng của vật (J)
m là khối lượng của vật (kg)
h là độ cao của vật so với gốc thế năng (m)
v là vận tốc của vật (m/s)
Vật đang trượt từ điểm A xuống điểm B
3. Kiến thức mở rộng
- Từ công thức trên, ta có thể tính:
+ Động năng của vật: Wđ= W - Wt
+ Thế năng của vật: Wt= W – Wđ
- Khi một vật chuyển động trọng trường chỉ chịu tác dụng của trọng lực thì cơ năng của vật là một đại lượng được bảo toàn.
W1 = W2 hay Wt1 + Wđ1 = Wt2 + Wđ2
=> ½ mv12 + ½ mgz1 = mv22 + mgz2
Trong đó: Wđ1 = ½ mv12là động năng của vật tại vị trí đầu (J)
Wt1 = mgz1là thế năng hấp dẫn của vật tại vị trí đầu(J)
Wđ2 = ½ mv22là động năng của vật tại vị trí sau (J)
Wt2 = mgz2là thế năng hấp dẫn của vật tại vị trí sau (J)
Vật m chuyển động từ vị trí M đến N chỉ chịu tác dụng của trọng lực
- Khi một vật chỉ chịu tác dụng của lực đàn hồi gây bởi sự biến dạng của một lò xo đàn hồi thì trong quá trình chuyển động của vật, cơ năng được tính bằng tổng động năng và thế năng đàn hồi của vật là đại lượng bảo toàn.
½ mv12+ ½ k(Dℓ1)2= ½ mv22+ ½ k(Dℓ2)2
Trong đó: Wđ1 = ½ mv12là động năng của vật tại vị trí đầu (J)
Wt1 = ½ k(Dℓ1)2là thế năng đàn hồi của vật tại vị trí đầu(J)
Wđ2 = ½ mv22là động năng của vật tại vị trí sau (J)
Wt2 = ½ k(Dℓ2)2là thế năng đàn hồi của vật tại vị trí sau (J)
- Nếu vật còn chịu tác dụng của lực ma sát, lực cản, lực kéo …(gọi là lực không thế) thì:
ALực không thế = W2 - W1
Trong đó: W1 là cơ năng của vật tại vị trí đầu (J)
W2 là cơ năng của vật tại vị trí sau(J)
- Trong quá trình chuyển động của một vật trong trọng trường:
+ Nếu động năng giảm thì thế năng tăng và ngược lại.
+ Tại vị trí nào động năng cực đại thì thế năng cực tiểu và ngược lại.
Một con lắc đơn đang dao động.
- Tại A, B con lắc có động năng cực tiểu, thế năng cực đại
- Tại O, con lắc có động năng cực đại, thế năng cực tiểu
4. Ví dụ minh họa
Bài 1: Một vật có khối lượng 100g được ném thẳng đứng từ dưới lên với vận tốc v0 = 20m/s. Xác định cơ năng của vật khi chuyển động?
Lời giải
Chọn gốc thế năng tại vị trí ném
Tại vị trí ném vật, ta có:
+ Thế năng của vật tại đó: Wt = 0
+ Động năng của vật tại đó:
Cơ năng của vật khi chuyển động là: W = Wt + Wđ = 20 + 0 = 20J
Bài 2:Truyền cho vật khối lượng m một cơ năng là 37,5J. Khi vật chuyển động ở độ cao 3m vật có . Xác định khối lượng và vận tốc của vật ở độ cao đó. Lấy g = 10m/s2
Lời giải
Chọn mốc thế năng tại mặt đất.
Áp dụng công thức tính cơ năng:
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 10 quan trọng hay khác:
Sách VietJack thi THPT quốc gia 2025 cho học sinh 2k7:
- Đề thi lớp 1 (các môn học)
- Đề thi lớp 2 (các môn học)
- Đề thi lớp 3 (các môn học)
- Đề thi lớp 4 (các môn học)
- Đề thi lớp 5 (các môn học)
- Đề thi lớp 6 (các môn học)
- Đề thi lớp 7 (các môn học)
- Đề thi lớp 8 (các môn học)
- Đề thi lớp 9 (các môn học)
- Đề thi lớp 10 (các môn học)
- Đề thi lớp 11 (các môn học)
- Đề thi lớp 12 (các môn học)
- Giáo án lớp 1 (các môn học)
- Giáo án lớp 2 (các môn học)
- Giáo án lớp 3 (các môn học)
- Giáo án lớp 4 (các môn học)
- Giáo án lớp 5 (các môn học)
- Giáo án lớp 6 (các môn học)
- Giáo án lớp 7 (các môn học)
- Giáo án lớp 8 (các môn học)
- Giáo án lớp 9 (các môn học)
- Giáo án lớp 10 (các môn học)
- Giáo án lớp 11 (các môn học)
- Giáo án lớp 12 (các môn học)